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La sostenibilità energetica degli edifici

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Risparmio e sostenibilità energetica

A cura di: Istituto Giordano

Sin dagli anni '70 il tema della sostenibilità ambientale è stato progressivamente indotto al settore edilizio, toccando oggigiorno il maggior rilievo in termini di interesse e progresso attuativo. Grazie al merito dei progressi avvenuti nei campi sia della fisica della costruzione che del controllo ambientale, oggi è in corso un considerevole dibattito riguardo la sostenibilità delle costruzioni edili, con risvolti in termini di regolamentazioni (ad esempio la Direttiva europea sulla prestazione energetica nell'edilizia 2010/31/CE) e realizzazioni di importanti progetti.
Tale interesse è stato indotto anche dalla considerazione dei molteplici effetti negativi che si stanno manifestando sul nostro Pianeta, tra i quali:
• inquinamento atmosferico (CO2 e altri gas) e i conseguenti effetti negativi (effetto serra, assottigliamento dello strato di ozono, piogge acide, etc.);
• prevedibile esaurimento delle risorse naturali non rigenerabili (petrolio, gas naturale);
• inquinamento delle acque e dei terreni;
• diminuzione della biodiversità, cioè delle specie animali e vegetali.
Oltre ad un maggiore rispetto per l'ambiente, investire nell'edilizia sostenibile significa anche avere un concreto risparmio economico; ad esempio l'attuazione di un buon isolamento termico e di un impianto progettato con la giusta attenzione ai consumi, consentono, in breve tempo, di ammortizzare il costo iniziale attraverso il risparmio di energia ottenuto.
 
La sostenibilità energetica comprende l'utilizzo di sistemi ed impianti ad altissima efficienza, basso consumo e minime emissioni inquinanti, prevedendo l'utilizzo di sostanze naturali; contenimento dell'utilizzo di risorse non rinnovabili; forte riduzione dell'impatto ambientale da parte dei sistemi energetici utilizzati negli edifici.
Per far sì che l'utilizzo delle risorse, il loro impatto sull'ambiente, la qualità degli ambienti interni degli edifici possano essere valutati obiettivamente, sono stati creati i protocolli di valutazione ambientale degli edifici (Building environmental assessment methods).
Tra i maggiori protocolli, dagli Stati Uniti il LEED (Leadership in Enery and Environmental Design e salla gran Bretagna il BREEAM (Building Research Established Environmental Assessment Method). In Italia, tra gli altri ed ultimo in ordine temporale, il LEED Italia, che consiste in un adattamento specifico del LEED statunitense all'ambito italiano grazie al lavoro sostenuto dal Green Building Council Italia (associazione no profit promossa dalla Società Consortile Distretto Tecnologico Trentino e nata con l'obiettivo di favorire e accelerare la diffusione di una cultura dell'edilizia sostenibile; sensibilizzare opinione pubblica e istituzioni sull'impatto che le modalità di progettazione e costruzione degli edifici hanno sulla qualità della vita dei cittadini; fornire parametri di riferimento chiari agli operatori del settore; incentivare il confronto tra operatori del settore creando una community dell'edilizia sostenibile).
Il Green Building Council Italia promuove, quindi, il sistema di certificazione indipendente LEED i cui parametri stabiliscono precisi criteri di progettazione e realizzazione di edifici salubri, energeticamente efficienti e a impatto ambientale contenuto (nei paragrafi successivi approfondiremo la certificazione LEED).
Tali protocolli di valutazione sono raggruppati per aree tematiche (qualità dell'ambiente interno, qualità dell'ambiente esterno, utilizzo di risorse, qualità dei servizi) che permettono di pronunciarsi in merito al giudizio del raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità di un edificio.
 
La sostenibilità energetica è la rappresentazione più significativa delle classi di requisiti dei protocolli di valutazione della sostenibilità delle costruzioni. La sostenibilità energetica, quindi, è una classe che al proprio interno si sviluppa nei seguenti requisiti di valutazione:
• per la riduzione della domanda di energia di un edificio in termini di usi finali;
• per l'uso razionale dell'energia negli edifici;
• per lo sfruttamento delle energie rinnovabili e, più in generale, dei bacini di risorse naturali;
• per la minimizzazione dell'impatto ambientale degli edifici.
Qualsiasi argomentazione che riguardi la sostenibilità energetica delle costruzioni nel territorio europeo farà sempre riferimento alla Direttiva europea sulla prestazione energetica degli edifici 2010/31/CE, il cui obiettivo è il miglioramento della prestazione energetica degli edifici: la certificazione energetica degli edifici, stabilire le linee generali di definizione della metodologia di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici, determinare i requisiti minimi delle costruzioni nuove e ristrutturate (vedi approfondimenti della Direttiva 2010/31/CE nel paragrafo seguente).
 
2. EPBD - Direttiva sul rendimento energetico nell'edilizia
La Direttiva europea sulla prestazione energetica nell'edilizia 2010/31/CE è entrata in vigore il 9 luglio 2010 in sostituzione della Direttiva 2002/91/CE, abrogata dal 1º febbraio 2012. La nuova Direttiva, promuovendo il miglioramento della prestazione energetica degli edifici e considerando le condizioni locali e climatiche esterne, richiede di rendere vincolante l'obiettivo di migliorare l'efficienza energetica del 20% entro il 2020 (gli edifici pubblici di nuova costruzione dovranno essere ad energia quasi zero dal 31/12/2018).
Nel provvedimento sono messe in evidenza le linee generali di una metodologia per il calcolare la prestazione energetica degli edifici che gli Stati membri devono applicare in conformità al contenuto dell'allegato I della Direttiva.
Per il calcolo della prestazione energetica si dovranno tenere in considerazione le diverse tipologie di edifici - quali abitazioni, uffici, esercizi commerciali di vario genere, ospedali, etc. - e le caratteristiche termiche dell'edificio stesso, comprese le proprie divisioni interne, gli impianti di riscaldamento, di produzione di acqua calda, di condizionamento, di ventilazione, di illuminazione, la progettazione, la posizione e l'orientamento, i sistemi solari passivi.
Gli Stati membri dovranno adottare le misure necessarie affinché siano fissati requisiti minimi di prestazione energetica - rivisti a scadenze regolari non superiori a cinque anni, e se necessario aggiornati in funzione dei progressi tecnici nel settore edile - per gli edifici o le unità immobiliari al fine di raggiungere livelli ottimali in funzione dei costi.
La Commissione ha stabilito una linea metodologica comparativa per calcolare i livelli ottimali che distinguono gli edifici nuovi ed esistenti e le differenti tipologie edilizie. Gli Stati membri calcoleranno i livelli ottimali utilizzando la linea metodologica comparativa e compareranno i risultati dei calcoli con i requisiti minimi di prestazione energetica in vigore.
Entro il 30/06/2012 i risultati ottenuti saranno trasmessi mediante relazione dagli Stati membri alla Commissione.
Edifici di nuova costruzione: gli Stati membri valuteranno l'attuabilità economica, tecnica e ambientale dei sistemi alternativi ad alta efficienza, tra cui le modalità di fornitura energetica riferite a fonti rinnovabili, il teleriscaldamento, il teleraffrescamento, la cogenerazione, le pompe di calore.
Edifici esistenti: saranno sottoposti a ristrutturazioni rilevanti al fine di migliorare la prestazione energetica che dovrà soddisfare i requisiti minimi. Siccome la Direttiva 2010/31/CE prevede che l'obiettivo entro il 31/12/2012 è di migliorare l'efficienza energetica del 20%, gli Stati membri devono provvedere per far si che gli edifici di nuova costruzione siano ad altissima prestazione energetica e l'energia sia prodotta interamente da fonti rinnovabili.
Per far sì che i proprietari o gli affittuari siano in grado di valutare e raffrontare la prestazione energetica dell'edificio, gli Stati dovranno creare un sistema di certificazione energetica comprensivo di un attestato che sarà valido 10 anni.
Già in diverse regioni italiane, soprattutto quelle che geograficamente ricoprono la zona settentrionale del Paese, è attivo il sistema di attestazione energetica, con protocolli leggermente diversi da regione a regione.
Nella nuova Direttiva, infine, sono previste ispezioni degli impianti di riscaldamento e di raffreddamento. Tali controlli saranno fatti con cadenza periodica e da parte di personale esperto, qualificato/accreditato ed indipendente.
 
3. Le infiltrazioni di aria
Premessa

Le infiltrazioni di aria che entrano nell'involucro edilizio creano forti dispersioni di calore dovute agli eccessivi ricambi d'aria nell'ambiente. Tali passaggi d'aria possono avvenire tramite le canaline della luce, dell'antenna, tramite i dispositivi di areazione forzata etc.
Per quanto riguarda le infiltrazioni di aria che provengono dalle finestre si consiglia di controllare innanzitutto se i serramenti dell'edificio sono muniti di guarnizioni; in caso negativo, provvedere all'installazione. Periodicamente si dovrebbe controllare l'usura delle guarnizioni situate nelle ante e se lo stato non risulta in buone condizioni, si dovrebbero sostituire con delle nuove.
Se i nostri serramenti dispongono di un singolo vetro, è possibile provvedere ai seguenti accorgimenti:
• sostituire il serramento con uno più nuovo e performante, quindi già predisposto di vetrocamera;
• installare un altro serramento a fianco di quello vecchio;
• sostituire il singolo vetro con uno doppio.
Una buona impermeabilità all'aria, oltre ad indicare un'alta qualità dei lavori eseguiti, contribuendo alla diminuzione della possibilità dell'edificio di essere soggetto ai danni agli elementi costruttivi, riduce le dispersioni di calore aiutando al risparmio di energia e di denaro; infine risulterà migliorato anche il comfort abitativo.
Blower Door Test
L'impermeabilità di un involucro edilizio può essere accertata mediante il Blower-Door Test, il quale misura il tasso di ricambio d'aria dovuto dalle infiltrazioni. Eseguendo questo tipo di test durante la costruzione dell'edificio, si possono eseguire le eventuali attività correttive contro la dispersione termica, prevenendo in questo modo i danni strutturali e i relativi costi di risanamento.
Il Blower Door Test consente quindi di misurare la permeabilità all'aria ad una data differenza di pressione tra ambiente esterno ed interno all'involucro edilizio, valutando elementi quali i serramenti, l'impermeabilizzazione dei muri, le canaline della luce o dell'antenna, i dispositivi di areazione forzata.
 
Questa prova, che segue i metodi citati nella norma UNI EN 13829:2002 "Prestazione termica degli edifici - Determinazione della permeabilità all'aria degli edifici - Metodo di pressurizzazione mediante ventilatore", ha lo scopo di:



• misurare la permeabilità all'aria di un intero edificio o di parte di esso per conformità ad una specifica di progetto di tenuta all'aria;
• confrontare la permeabilità all'aria di numerosi edifici simili o di parti di essi;
• identificare le cause di infiltrazione;
• determinare la riduzione di infiltrazione di aria che deriva da applicazioni succes-sive di singole misure migliorative ad un edificio esistente o ad una parte di esso.
 
La prova consiste nell'aspirare o soffiare, attraverso un apposito ventilatore, l'aria nell'edificio oggetto del test. Il ventilatore deve essere incassato in un telaio che viene fissato alla porta d'ingresso e su di esso vengono collegati determinati strumenti che misurano la differenza di pressione e l'intensità del flusso d'aria.
La potenza del ventilatore viene regolata in modo tale che tra la pressione interna e quella esterna ci sia una prestabilita differenza di forza.

 
 
La differenza di pressione tra l'ambiente interno ed esterno è causa di flussi d'aria; il ventilatore viene poi regolato affinché mantenga una velocità tale da garantire una data pressione nell'ambiente in prova e, misurando la quantità d'aria immessa, si ottengono i parametri necessari ai calcoli e alle valutazioni analitiche previste nella norma e fondamentali per valutare il comportamento termico/energetico degli edifici.
 
Il Blower Door Test descritto, nella UNI EN 13829:2002, prevede due metodi di prova:
A) prova di un edificio in uso: questo test serve a verificare effettivamente le perdite pa rassite di un edificio normalmente in uso (ad esempio serramenti chiusi ma non
sigillati);
B) prova dell'involucro edilizio: tutte le aperture devono essere chiuse e/o sigillate.
Ovviamente i due metodi hanno scopi ben diversi.
Il metodo "A" serve a valutare l'effettivo tasso di ricambio di aria dell'edificio (rapporto tra flusso di aria e volume interno ad una data pressione, normalmente 50 Pa) e fornire quindi un parametro di riferimento per un costruttore o una caratterizzazione qualitativa dell'edificio.
Il metodo "B" serve invece a caratterizzare l'involucro edilizio in quanto ogni apertura viene sigillata.
Entrambi i metodi sono utili ai fini di una caratterizzazione, anche se ovviamente il metodo "A" è più immediato e facilmente realizzabile sebbene i risultati forniti solitamente non in-contrano le esigenze di capitolato e i valori forniti dal metodo "A" sono maggiori rispetto al metodo "B".
La norma UNI EN 13829:2002 fornisce ulteriori dettagli sui metodi di prova e sulla presenta-zione dei risultati, anche se questo tipo di test solitamente viene utilizzato per un'analisi qualitativa della realizzazione dell'edificio. Tale analisi qualitativa serve a rilevare ed intervenire su determinate infiltrazioni causate, ad esempio, da errori di istallazione di serramenti, da grate da areazione forzata non istallate correttamente oppure da negligenze in fase di realizzazione.

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